Вопрос 11: Защита от вибрации. Защита от общей и локальной вибрации.

Вибрации производственных агрегатов вызывают колебания воздуха, передаются конструкциям зданий и фундаменту, а через него – почве. В результате последнего колебания могут возникать даже в далеко отстоящих сооружениях.

Колебания строительных конструкций мешают работе агрегатов и измерительной аппаратуры, повышают уровень шума в помещениях. Особенно недопустимы колебания пола на рабочих местах.

Эффект вибрационной нагрузки (в противоположность удару) может проявиться в удаленных и даже изолированных частях сооружения. Здесь нет прямой зависимости между интенсивностью нагрузки и результатом ее действия, сравнительно малая нагрузка может оказать разрушающее действие.

Ликвидация и ослабление вибраций имеют значение не только для создания благоприятных условий труда, но и для сохранности конструкций машин и аппаратов и улучшения их работы.

Причиной возникновения вибраций могут быть условия работы механизма, близость частоты собственных колебаний к частоте динамической нагрузки, недостаточная жесткость конструкции.

Ослабление вибраций достигают конструктивными и технологическими мерами :

а) уравновешиванием, балансировкой вращающихся частей для обеспечения плавности работы машины;

б) устранением дефектов и разболтанности отдельных частей (например, устранением асимметрии магнитной системы электромашины);

в) встречным спариванием (идея которого – уничтожение вертикальных и сложение горизонтальных составляющих центробежной силы; это возможно осуществить, установив, например, две машины на одном валу так чтобы движение их расходилось по фазе на 180 ;

г) использованием динамических гасителей; динамический гаситель вибраций представляет собой механическую колебательную систему с резонансной частотой, совпадающей с частотой вибраций которые нужно ослабить. При жестком креплении упругого элемента гасителя к вибрирующей части конструкции в нем возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями конструкции.

Уменьшение амплитуды колебаний вибрирующих металлических деталей машин достигают покрытием их поверхности демпфирующими материалами с большим внутренним трением или вязкостью. Демпфирующий материал (антивибрационная мастика, войлок, резина) наклеивают несколькими слоями на излучающую поверхность. Эффект снижения шума таким методом может быть подсчитан.

Если изменение частоты вибраций источника затруднено, то повышают жесткость конструкции, в результате чего достигается уменьшение амплитуды колебаний. Жесткость повышают также в случае большой гибкости и малой прочности конструкции.

Для ликвидации динамического эффекта оборудование, вызывающее вибрации, переставляют с середины пролета к опорам либо на более жесткие элементы конструкции.

Для ослабления передачи колебаний по строительным конструкциям вибрирующие агрегаты устанавливают на самостоятельные фундаменты, виброизолированные от пола и других конструкций здания; в конструкциях устраивают разрывы, которые заполняют материалом, резко отличным от изолируемых по волновому сопротивлению.

Ослабление вибраций достигают также упругой подвеской агрегатов и амортизацией.

Амортизация – поглощение энергии ударов в конструкциях машин и сооружениях для ослабления вибраций. Амортизацию осуществляют включением промежуточных устройств между машиной и основанием.

Амортизируют также рабочие места.

Амортизаторы выполняют в виде стальных пружин, рессор, прокладок из резины, пробки и т. п.

При выборе прокладки необходимо учесть, что собственная частота системы должна быть в два три раза меньше возбуждающей частоты. Толщину и площадь прокладок можно определить расчетом либо по графикам.

Необходимо уменьшение массы ручного инструмента. Ослабление вибрации инструмента может быть достигнуто изменением его кинематической схемы, уравновешиванием масс в нем, уменьшением технологических допусков, применением материалов с большим внутренним трением, а также виброизоляцией, вибропоглощением, использованием демпфирующих зажимов, динамических виброгасителей. Рукоятки и места контакта, втулки и муфты для вставного инструмента облицовывают вибропоглощающими материалами. Выхлопы сжатого газа должны быть направлены так, чтобы руки не подвергались обдуванию и не загрязнялась зона дыхания.

Для защиты от вибраций используют рукавицы с двойным слоем (внутренний – хлопчатобумажный, наружный – резиновый) и из поролона. Руки следует беречь от холода. Полезны теплые ванночки для рук.

Применяют также антивибрационные пояса, подушки, прокладки, виброгасящую обувь, виброгасящие коврики (два слоя резины с прокладкой из войлока).

Рекомендуется устройство помещений для гидропроцедур.

Вопрос №12: Защита от шума. Средства коллективной и индивидуальной защиты.

В зависимости от его происхождения различают:

1) механический шум, возникающий вследствие трения деталей машин и механизмов при движении;

2) ударный шум, возникающий при соударении каких-либо деталей;

3) аэро (гидро) динамический шум, возникающий при движении газа, пара, жидкости в результате пульсации давления, вызываемого турбулентным перемешиванием движущихся с разными скоростями в свободных струях потоков и турбулизацией потока у границ обтекаемого тела (обычно в машинах с вращающимися рабочими колесами);

4) термический шум, возникающий в результате турбулизации потока и флуктуации плотности газов при горении, а также мгновенного изменения выделений тепла, вызывающего мгновенное повышение давления, при взрыве или разряде.

Шум машин возникает в результате соударения деталей, трения их, завихрений воздуха, вынужденных колебаний.

Так, в зубчатых передачах шум возникает из-за ударов одного зуба о другой и трения, в пневматических молотах – от завихрений воздуха при соприкосновении его с неровными поверхностями, в кривошипных механизмах – в результате вынужденных колебаний из-за изменения скорости и направления движения.

Создаваемый машинами шум распространяется по сооружениям (корпусный шум) и по воздуху (воздушный шум).

Ослабление шума может быть достигнуто изменением технологии процесса (например, заменой ковки и штамповки прессованием, правки листов вальцовкой, пневматической клепки и чеканки гидравлической клепкой и электросваркой и т. п.).

Для ослабления шума в источнике заменяют ударные действия безударными, возвратно-поступательные движения механизмов вращательными, подшипники качения подшипниками скольжения; уменьшают массу и величину поверхности соударяющихся частей; повышают чистоту обработки поверхностей и точность их изготовления; применяют косозубые или зубчато-ременные передачи (вместо зубчатых).

Уменьшение шума от соударения металлических частей машин достигают заменой металлических деталей неметаллическими; с этой целью используют искусственную техническую кожу, пластические массы и другие незвучные материалы (с большим внутренним трением).

Соответствующий эффект может быть достигнут применением металла, вызывающего при ударе меньший шум.

Акустические св-тва металла и зав-ть их от химического и фазового состава, термической обработки и других факторов еще мало изучены; несомненно, что такое излучение полезно и может быть позволит найти пути получения металла, удовлетворяющего и с этой стороны заранее поставленные требования.

Шум трения ослабляется смазкой соударяющихся деталей вязкими жидкостями, заключением вибрирующих и создающих шум деталей (например, шестеренчатых редукторов) в жидкостные (масляные и др.) ванны.

Для уменьшения шума, возникающего вследствие вибрации корпусов и деталей агрегатов, необходимо: снижение интенсивности вибраций, излучающих шум, деталей агрегатов (корпусов, кожухов, крышек и т. п.) посредством облицовки их поверхностей вибропоглощающими материалами, или заполнения специально предусмотренных в них воздушных полостей демпфирующими вибрации материалами, или устройства гибких связей (упругих прокладок, пружин) между этими деталями и возбуждающими вибрации узлами агрегата;

демпфирование соударяющихся деталей и отдельных узлов агрегата путем применения материалов с большим внутренним трением (резиной, пробкой, войлоком, асбестом и др.);

уменьшение зазоров в сочленениях деталей и устранение неправильного их сочленения (перекосов);

ограничение скорости обтекания деталей агрегата воздушными и газовыми струями (в вентиляторах, воздуходувках, эжекторах и др.).

Уменьшением размаха колебаний механизмов также достигают ослабления вызываемого ими ударного шума; так, для глушения шума при резке металла нижнюю часть диска пилы погружают в жидкость.

В рельсовом транспорте шум возникает на стыках рельсов. Меры защиты против него следующие: достижение большей плавности хода, применение прокладок и т. д.; желательно увеличение длины рельсов, соединение их сваркой.

Для снижения шума агрегатов используют звукоизолирующие кожухи, в которые заключают либо весь агрегат, либо его шумящие узлы.

Если применение звукоизолирующих кожухов по каким-либо причинам нецелесообразно (например, из-за опасности перегрева компрессора), для персонала устраивают звукоизолированные кабины со смотровыми окнами и пультом дистанционного управления. Такая кабина имеет многослойные стенки, окна с двойным остеклением (органическое стекло), массивные двери.

Для защиты от распространения высокочастотного шума используют экраны из фанеры, листового метала, стекла, пластмасс. Экран отражает звуковые волны; за ним создается область звуковой тени.

Над шумящим оборудованием подвешивают штучные звукопоглотители – плоские или объемные звукопоглощающие эл-ты .

Снижение аэродинамического шума в источнике достигают ограничением скорости обтекания деталей агрегата струями воздуха (газа), уменьшением вихреобразования в струях (для чего необходим рациональный профиль обтекаемых воздухом деталей).

Ослабление шума воздухо(газо)проводов достигают плавностью движения воздушного потока, плавными переходами в местах изменения направления трубопровода, применением глушителей.

Активный глушитель представляет собой установленный на каком-либо участке трубопровода канал, который разделен на несколько более мелких каналов (от чего увеличивается площадь внутренних стенок трубопровода) и облицован звукопоглощающим материалом. В сотовых глушителях это – ряд параллельных плоских щитов.

В реактивных глушителях поглощение звука происходит вследствие образования волновой пробки. Эти глушители представляют собой камеры с расширением или сужением, в ряде случаев и с перегородками, которые движущийся газ обтекает; изнутри камеры покрыты звукопоглощающим материалом.

Индивидуальная защита.

Для защиты органов слуха применяют противошумы (антифоны), наружные и внутренние. Наружные противошумы (шумозащитные наушники) покрывают ушную раковину. Внутренние противошумы (заглушки, вкладыши) вставляют в наружный слуховой проход; они бывают сплошные, с каналом и с мембраной, типа воздушных фильтров. По роду материала внутренние противошумы бывают мягкие и твердые. Первые изготовляют из губки, ваты, марли; иногда их пропитывают маслами, воском, смолами, парафином, вторые – из пластмасс, эбонита, резины.

Степень ослабления шума зависит от конструкции противошума и частоты. Заглушки ослабляют шум на 5-7 дб при частотах до 500 гц и на 15 дб при частотах более 3000 гц. Противошумы конструкции МИОТ ослабляют шум до 8 дб при частотах до 500 гц и до 55 дб при частотах 5000-7000 гц.

Для защиты от низкочастотных шумов пригодны заглушки-клипсы, которые представляют собой резиновые пробочки с плоской торцовой поверхностью, закрепленные на ободке из пружинящей стальной проволоки диаметром 1.5-2 мм: обод охватывает голову сзади.